KR100890430B1 - Elastic leg structure and robot having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동속도를 높이기 위한 탄성 다리구조 및 그를 이용한 보행로봇에 관한 것으로, 그 목적은 보행로봇의 이동속도를 크게 증대하기 위해 사람의 달리기와 같은 행동의 메커니즘을 구현함에 있어, 구동부의 충격완화 장치의 복잡성을 줄여 무게를 줄이고, 단순한 구조로 보행로봇의 달리는 과정을 만들어 내는 탄성 다리구조 및 그를 이용한 보행로봇을 제공함에 있다.The present invention relates to an elastic leg structure for increasing the moving speed and a walking robot using the same, the object of which is to implement a mechanism of action, such as running of a person to greatly increase the moving speed of the walking robot, impact reduction of the driving unit To reduce the complexity of the device to reduce the weight, and to provide an elastic leg structure and a walking robot using the same to create a running process of the walking robot with a simple structure.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 윗다리부와 아래다리부의 연결부인 무릎관절에 탄성력을 갖는 스프링을 설치함으로 지면에 딛는 충격시 에너지를 저장하여 완충효과를 주어 다른 장치에 충격을 완화하고, 저장된 에너지의 즉각적인 복원력에 의해 순간적 반발력으로 지면을 밀어내어 다리로봇의 달리는 과정을 만들어 내는 탄성 다리구조 및 그를 이용한 보행로봇에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the above object by installing a spring having an elastic force in the knee joint, which is the connection between the upper leg and lower leg to store energy during impact on the ground to give a buffer effect to alleviate the impact on other devices, The technical gist of the resilient leg structure and the walking robot using the same, which pushes the ground with instant resilience by instant resilience and creates the running process of the leg robot.

관절스프링, 로봇, 충격흡수, 로봇다리, 다리형로봇, 충격력저장. Joint spring, robot, shock absorber, robot leg, leg robot, impact force storage.

Description

탄성 다리구조 및 이를 구비한 다리형 로봇 {ELASTIC LEG STRUCTURE AND ROBOT HAVING THE SAME}Elastic leg structure and leg robot with same {ELASTIC LEG STRUCTURE AND ROBOT HAVING THE SAME}

도 1 은 본 발명에 따른 탄성 다리의 정면 예시도,1 is an exemplary front view of an elastic leg according to the present invention;

도 2 는 본 발명에 따른 탄성 다리의 측면 예시도,2 is a side view of an elastic leg according to the present invention;

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다리 구조의 관절부 예시도,Figure 3 is an illustration of the joint portion of the leg structure according to a preferred embodiment of the present invention,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성 다리의 분해도,4 is an exploded view of an elastic leg according to a preferred embodiment of the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 하각부 연결단의 평면도,5 is a plan view of the lower leg connection end according to the invention,

도 6 는 본 발명에 따른 다리형 로봇의 예시도,6 is an exemplary view of a legged robot according to the present invention;

도 7 은 본 발명의 사용 예시에 따른 탄성 실험 계수 그래프.7 is a graph of elasticity experiment coefficient according to the use example of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

A : 로봇몸체 B : 탄성 다리A: Robot body B: Elastic leg

1 : 상각부 11 : 상각부 내측바1: Amortization part 11: Amortization inner side bar

12 : 상각부 외측바 13 : 힌지 고정단12: declining portion outer bar 13: hinge fixing end

14 : 힌지 베어링14: hinge bearing

2 : 하각부 21 : 하각부 내측바2: Lower part 21: Lower part inner bar

22 : 하각부 외측바 23 : 하각부 연결단22: lower leg outer bar 23: lower leg connecting end

3 : 구동부 30 : 감속기3: drive unit 30: reducer

301 : 케이싱 302 : 회전체301: casing 302: rotating body

31 : 모터 310 : 풀리31: motor 310: pulley

311 : 풀리 벨트 32 : 탄성체(SPRING)311: pulley belt 32: elastic body (SPRING)

33 : 지지블록 34 : 무릎관절축33: support block 34: knee joint shaft

35 : 무릎관절축 지지대 36 : 상하각 연결단35: knee joint shaft support 36: upper and lower connecting end

37 : 상하각 연결스페이서 38 : 탄성체 하각지지대37: upper and lower connection spacer 38: elastic lower support

4 : 발목부 40 : 족부 연결단4: Ankle 40: Foot Connection

41 : 발목피치축 42 : 피치축 지지대41: ankle pitch axis 42: pitch axis support

43 : 피치축 감속기 44 : 피치축 모터43: pitch shaft reducer 44: pitch shaft motor

45 : 발목롤축 46 : 롤축 지지대45: ankle roll shaft 46: roll shaft support

47 : 롤축 감속기 48 : 롤축 모터47: roll shaft reducer 48: roll shaft motor

5 : 족부 51 : 힘모멘트센서5: foot 51: force moment sensor

본 발명은 탄성 다리구조 및 이를 구비한 다리형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무릎을 지탱하는 관절부에 선형스프링을 설치하여 탄성에 의한 반동으로 뛰는 행동이 가능한 탄성 다리구조 및 이를 구비한 다리형 로봇을 제공함에 있 다.The present invention relates to an elastic leg structure and a leg robot having the same, and more particularly, an elastic leg structure capable of acting to be rebounded by elasticity by installing a linear spring at a joint supporting the knee and a leg having the same. In providing a robot.

일반적으로 이동로봇은 그 수단에 따라 복수개의 다리를 갖는 다리형 로봇과 바퀴를 갖는 바퀴형 로봇으로 나눌 수 있다. 다리를 이동수단으로 하는 로봇의 경우 다리의 수에 따라 이족로봇이나 4족 이상의 로봇과 같은 방법으로 구체화 시킬 수 있다. 바퀴형 로봇의 경우 평지에서 빠르게 움직일 수 있지만, 장애물이 있거나 평지가 아닌 요철 지형일 경우, 또는 경사가 급한 지역에서의 움직임은 극히 제한된다. 이러한 환경적 적응요건 때문에 다리형 로봇이 대안이 되고 있다. In general, a mobile robot can be divided into a legged robot having a plurality of legs and a wheeled robot having wheels according to the means. In the case of a robot using a bridge as a means of movement, the robot can be embodied in the same way as a biped robot or a robot of four or more groups. Wheeled robots can move quickly on flat surfaces, but movement is extremely limited in obstacles, non-flat terrain, or in steep terrain. Due to these environmental adaptation requirements, bridge robots are an alternative.

다리형 로봇의 가장 큰 특징은 기구부에서 기인하는 운동성이다. 그러나, 다리형 로봇은 그 활용성은 뛰어난 반면에 구동관계가 복잡하여 넘어지지 않도록 중심을 유지하고, 속도에 따라 걷기 위한 구동 메커니즘과 구동과정이 복잡해지며, 아직까지 중심을 유지하는 데에 많은 자원을 할애하고 있기 때문에 이동속도가 매우 제한적이다.The biggest feature of the legged robot is its mobility due to the mechanical part. However, while the legged robots are excellent in their utilization, they have a complex driving relationship so that they do not fall down, and the driving mechanism and the driving process for walking according to the speed are complicated, and there are still many resources to maintain the center. Because of the dedication, the speed of movement is very limited.

따라서, 다리형 로봇 매커니즘의 효용성을 증대시키기 위해 로봇의 이동속도를 높이는 것이 요구되고 있다. Therefore, in order to increase the effectiveness of the legged robot mechanism, it is required to increase the moving speed of the robot.

다리형 로봇에 빠른 운동성을 구현하기 위해서는 뛰는 동작을 구현하여야 하는데, 이를 위해서는 구동부가 순간적으로 관절을 구동하기 용이하도록 에너지를 저장할 수 있는 장치와 족부의 착지 시 지면과의 충돌에 기인한 충격력을 흡수하는 장치가 필요하다. 즉, 다리형 로봇의 신속한 구동을 위한 각부 메커니즘의 효용성을 증대시키기 위해서는 로봇 관절의 순간적 회전속도를 높이는 방법과 족부 착지 시 충격력을 흡수 및 완화시키는 방법이 요구된다. 현재 다리형 로봇의 신속한 운동을 구현하기 위해서는 다음과 같은 주요한 문제가 있다.In order to implement fast movement in legged robots, it is necessary to implement a jumping motion. To this end, the driving part absorbs the impact force caused by the collision with the ground when landing with the device that can store energy to facilitate the driving of the joint momentarily. Device is needed. That is, in order to increase the effectiveness of the leg mechanism for the rapid driving of the leg-type robot, a method of increasing the instantaneous rotational speed of the robot joint and a method of absorbing and mitigating impact force when landing the foot are required. At present, there are the following main problems in order to implement rapid movement of the legged robot.

먼저, 다리 관절 구동부의 무게 대비 출력 용량이 작다. 로봇의 신속한 움직임을 위해서는 자중이 작으며, 큰 출력 용량을 갖는 로봇 관절 구동기가 필요하다. 하지만 구동기의 자체 무게를 고려하면 구동기의 크기는 제한되고, 이는 구동기의 출력을 제한하게 되어 구동부 출력만을 이용하여 로봇의 신속한 운동을 구현하기에는 한계가 있다.First, the output capacity relative to the weight of the leg joint drive is small. For rapid movement of the robot, a robot joint driver having a low self-weight and a large output capacity is required. However, considering the weight of the driver, the size of the driver is limited, which limits the output of the driver, and thus there is a limit in implementing a rapid movement of the robot using only the output of the driver.

또한, 로봇의 신속한 보행 및 주행운동은 족부와 지면과의 접촉을 수반한다. 족부가 지면에 착지 시 족부와 지면과의 충돌에 의하여 유도되는 충격력은 다리를 갖는 로봇의 보행 및 주행 운동에 있어서 지속적-주기적으로 발생하며, 이러한 지속적인 지면과 다리의 충격으로 인해 로봇의 파손이 우려된다. 기존의 이족보행 로봇의 충격 흡수장치는 주로 족부에 충격 흡수장치를 장착하는 방법이 많이 있으나, 이는 족부의 기구부가 복잡해지며 무게가 증가하는 단점이 있어 효과적이지 못하다.In addition, the rapid walking and traveling movement of the robot involves contact with the foot and the ground. When the foot lands on the ground, the impact force induced by the collision between the foot and the ground occurs continuously-periodically in the walking and running movements of the robot with legs. do. The conventional shock absorbing device of the biped walking robot has many methods of mounting the shock absorbing device mainly on the foot, but this is not effective because the mechanical part of the foot is complicated and the weight increases.

전술한 충격력은 로봇의 이동속도가 증가함에 따라서 증가하는 성향을 띄게 되며, 로봇 자중의 수배에 달한다. 이러한 충격력은 다리형 로봇의 전복과 같은 안정성에 큰 위험을 초래할 수 있기 때문에, 이를 흡수하여 충격력을 감소시키고 다른 구조물로의 전파를 방지하여야 한다.The aforementioned impact force tends to increase as the moving speed of the robot increases, reaching several times the weight of the robot itself. Since such impact force can pose a great risk to stability, such as overturning of the legged robot, it must be absorbed to reduce the impact force and prevent propagation to other structures.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 그 목적은 보행로봇의 이동속도를 크게 증대하기 위해 사람의 달리기와 같은 행동의 메커니즘을 구현함에 있어, 구동부의 충격완화 장치의 복잡성을 줄여 무게를 줄이고, 단순한 구조로 보행로봇의 달리는 과정을 만들어 내는 탄성 다리구조 및 그를 이용한 보행로봇을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to implement a mechanism of action such as running of a human to greatly increase the moving speed of the walking robot, the complexity of the shock absorbing device of the driving unit In order to reduce the weight and reduce the weight, and to provide a walking structure using the same and the elastic leg structure to create a running process of the walking robot with a simple structure.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄성 다리구조 및 이를 구비한 다리형 로봇은, In order to achieve the object as described above, the elastic leg structure and the leg robot having the same according to the present invention,

다리형 로봇의 착지시 충격 흡수가 가능한 다리구조로서, 다리형 로봇의 몸체와 연결되어 이를 지지하는 상각부; 상기 상각부와 회전가능하게 연결되고, 지면을 딛는 하각부; 상기 상각부에 대해서 하각부에 회전운동을 발생시키는 구동부를 포함하고; 상기 구동부는 상각부에 결합된 모터와, 상기 모터의 회전속도를 감속시켜 토크를 전달하는 감속기와, 상기 감속기에 일단이 연결되고 상기 하각부에 타단이 결합되어 상기 감속기를 통해 전달된 상기 모터의 회전력을 상기 하각부에 전달하며, 상기 하각부의 회전방향으로 충격을 받을 시 탄성 변형되어 충격을 흡수하고 복원시 상기 모터의 출력을 보완하는 탄성체를 포함하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조에 의해 달성된다.A leg structure capable of absorbing shock when landing of a legged robot, comprising: an upper leg part connected to and supporting the body of the legged robot; A lower angle part rotatably connected to the upper angle part and stepping on a ground; It includes a drive unit for generating a rotational motion in the lower portion relative to the upper portion; The driving unit includes a motor coupled to the upper and lower parts, a speed reducer for reducing the rotational speed of the motor to transmit torque, and one end connected to the speed reducer and the other end coupled to the lower angle part of the motor transferred through the speed reducer. It is achieved by the elastic leg structure of the leg-shaped robot which transmits rotational force to the lower leg, and includes an elastic body that is elastically deformed when subjected to impact in the rotational direction of the lower leg to absorb the shock and complement the output of the motor upon restoration. do.

그리고, 보행하기 위한 시스템과 자세제어 장치를 구비한 로봇몸체; 상기 로봇몸체에 결합되는 2개 이상의 탄성 다리를 포함하며; 상기 각 탄성 다리는, 상기 로봇몸체와 연결되어 이를 지지하는 상각부; 상기 상각부와 회전가능하게 연결되고, 지면을 딛는 하각부; 상기 상각부에 대해서 하각부에 회전운동을 발생시키는 구동부를 포함하고; 상기 구동부는 상각부에 결합된 모터와, 상기 모터의 회전속도를 감속시켜 토크를 전달하는 감속기와, 상기 감속기에 일단이 연결되고 상기 하각부에 타단이 결합되어 상기 감속기를 통해 전달된 상기 모터의 회전력을 상기 하각 부에 전달하며, 상기 하각부의 회전방향으로 충격을 받을 시 탄성 변형되어 충격을 흡수하고 복원시 상기 모터의 출력을 보완하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇에 의해 달성된다.And, the robot body having a system and a posture control device for walking; Two or more elastic legs coupled to the robot body; Each of the elastic legs, the upper body portion is connected to and support the robot body; A lower angle part rotatably connected to the upper angle part and stepping on a ground; It includes a drive unit for generating a rotational motion in the lower portion relative to the upper portion; The driving unit includes a motor coupled to the upper and lower parts, a speed reducer for reducing the rotational speed of the motor to transmit torque, and one end connected to the speed reducer and the other end coupled to the lower angle part of the motor transferred through the speed reducer. And a resilient leg structure for transmitting a rotational force to the lower leg, and including an elastic body that is elastically deformed when subjected to an impact in the rotational direction of the lower leg to absorb the shock and complement the output of the motor upon restoration. Achieved by a legged robot.

또, 상기 탄성체는 사각 빔 형태의 스프링으로 형성될 수 있다.In addition, the elastic body may be formed of a spring in the form of a square beam.

또한, 상기 감속기는 윗다리에 결합된 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 일측이 상기 탄성체와 결합하며 상기 모터에 의해 구동하는 회전체를 구비할 수 있다.In addition, the reducer may include a casing coupled to the upper leg and a rotating body accommodated in the casing, one side of which is coupled to the elastic body and driven by the motor.

또한, 상기 감속기의 회전체와 상기 탄성체를 서로 연결고정하는 지지블록을 더 포함할 수 있다.In addition, the reducer may further include a support block for fixing the rotor and the elastic body to each other.

또, 상기 지지블록은 상기 탄성체의 재료 및 형상에 따라 탄성체를 수용 가능하도록 공간조절가능한 ㄷ자 형태로 형성될 수 있다.In addition, the support block may be formed in a U-shaped space adjustable to accommodate the elastic body according to the material and shape of the elastic body.

또한, 상기 하각부와 회전가능하게 연결되며 지면과 접촉하는 족부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a foot portion rotatably connected to the lower leg portion and in contact with the ground.

또한, 상기 족부는 상기 하각부의 길이방향과 직교하는 2개의 회전축에 대해 각각 회전가능할 수 있다.In addition, the foot portion may be rotatable about two rotation axes orthogonal to the longitudinal direction of the lower portion.

또한, 상기 하각부와 족부 사이에 설치되어 상기 족부에 작용하는 힘과 모멘트를 측정하는 힘모멘트센서를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a force moment sensor installed between the lower leg and the foot to measure the force and moment acting on the foot.

또, 상기 탄성 다리는 쾌속보행시 서로 순차적으로 지면을 딛으며 보행 사이클 중 모든 탄성 다리가 지면과 접촉하지 않는 상태가 존재할 수 있다.In addition, the elastic legs may be in a state in which all the elastic legs are not in contact with the ground during the walking cycle while sequentially stepping on the ground with each other during rapid walking.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다리구조의 관절부 예시도이고, 도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성 다리의 분해도이며, 도 1 은 본 발명에 따른 탄성 다리의 정면도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 탄성 다리의 측면도이다.Figure 3 is an illustration of the joint portion of the leg structure according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded view of the elastic leg according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 1 is a front view of the elastic leg according to the present invention, Figure 2 is a side view of the elastic leg according to the present invention.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성다리(B)는 상각부(1), 하각부(2), 탄성체(32)를 구비한 구동부(3)를 포함한다.1 to 4, an elastic leg B according to a preferred embodiment of the present invention includes an upper leg 1, a lower leg 2, and a driving unit 3 having an elastic body 32.

탄성다리(B)는 로봇몸체(A)와 결합되는 상각부(1)와, 지면을 딛는 하각부(2)와, 상기 상각부(1)와 하각부(2) 사이를 힌지 결합하여 구동되도록 하는 구동부(3)를 포함한다.The elastic leg (B) is driven by hinge coupling between the upper and lower portions (1) coupled to the robot body (A), the lower leg (2) on the ground, and the upper and lower portions (1) and the lower leg (2). It includes a drive unit (3).

상각부(1)는 바 형태의 외골격을 이루는 상각부 내측바(11)와, 상각부 외측바(12)를 구비하고, 일측은 로봇몸체(A)와 결합되며, 타측은 하각부(2)와 힌지 고정단(13)과 힌지 베어링(14)을 통해 회전가능하도록 힌지 결합된다.The upper part 1 includes an upper part inner bar 11 and an upper part outer bar 12 forming a exoskeleton in the form of a bar, one side of which is coupled to the robot body A, and the other side of the lower part 2. And hinge hinged to be rotatable through the hinge fixed end 13 and the hinge bearing (14).

하각부(2)는 바 형태의 외골격을 이루는 하각부 내측바(21)와, 하각부 외측바(22)를 구비하고, 일측은 상각부(1) 타측에 힌지 결합되며, 타측은 지면을 딛도 록 이루어진다.The lower leg 2 has a lower inner bar 21 and a lower outer bar 22 forming a bar exoskeleton, one side of which is hinged to the other side of the upper leg 1, and the other side of the ground. Is made.

구동부(3)는 상기 상각부(1)와 하각부(2)가 회전구동하도록 모터(31)와, 모터(31)의 회전력을 전달하는 풀리(310), 풀리벨트(311) 및 무릎관절축(34)과, 모터(31)의 회전속도를 감속시켜 토크를 전달하는 감속기(30)를 구비한다. 상기 모터(31)는 토크를 높이기 위해 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.The driving unit 3 includes a pulley 310, a pulley belt 311, and a knee joint shaft that transmit the rotational force of the motor 31 and the motor 31 so that the upper and lower portions 1 and 2 rotate. 34 and a speed reducer 30 for slowing down the rotational speed of the motor 31 to transmit torque. At least one motor 31 may be installed to increase torque.

모터(31)는 상각부(1)에 설치되는 것이 효율적인 공간배치로 바람직하다. 본 실시예에서는 상각부 내측바(11)와 상각부 외측바(12)가 마주보는 상각부 외측바(12) 내부에 상기 모터(32) 회전축이 관통되어 구비된다. 상각부 외측바(12) 외부로 관통된 상기 모터(32) 회전축에 풀리(310)가 결합된다.The motor 31 is preferably installed in the upper portion 1 as an efficient space arrangement. In the present embodiment, the rotation shaft of the motor 32 penetrates the inside of the upper portion of the upper portion of the upper portion of the upper portion 11 and the outer portion of the upper portion of the upper portion 12. The pulley 310 is coupled to the rotating shaft of the motor 32 penetrated to the outside of the deterioration portion 12.

상기 무릎관절축(34)은 상기 상각부(1)와 하각부(2)가 회전하는 중심축에 마련된다. The knee joint shaft 34 is provided on the central axis of rotation of the upper and lower portions 1 and 2.

모터(31)와 무릎관절축(34)의 각 회전 끝단에 결합된 풀리(310)들과 풀리(310)들을 서로 연동시키는 풀리벨트(311)가 제공된다.Pulleys 311 and pulleys 310 coupled to each end of rotation of the motor 31 and the knee joint shaft 34 are provided with a pulley belt 311.

이러한 구성에 따라, 모터(31) 회전축이 회전하면 각 풀리(310)들과 풀리벨트(311)의 회전에 의해 무릎관절축(34)이 회전하게 된다.According to such a configuration, when the rotation shaft of the motor 31 rotates, the knee joint shaft 34 is rotated by the rotation of each pulley 310 and the pulley belt 311.

무릎관절축(34)과 무릎관절축(34)에 연결된 풀리(310)는 상각부(1) 하단 회전부에 구비된 무릎관절축 지지대(35)로 고정된다.The pulley 310 connected to the knee joint shaft 34 and the knee joint shaft 34 is fixed to the knee joint shaft support 35 provided in the lower rotation part of the upper leg 1.

상각부(1)와 고정된 무릎관절축 지지대(35)를 힌지로 회전가능하게 중앙부에 구속하고, 일단이 상하각 연결스페이서(37)로 하각부(2)와 이격을 두고 고정되도록 한 상하각 연결단(36)이 구비된다.The upper and lower angles of the upper and lower parts 1 and the fixed knee joint shaft support 35 are pivotally constrained to the center part by hinges, and one end is fixed to the lower part 2 by a vertical connecting spacer 37. A connection end 36 is provided.

감속기(30)는 케이싱(301)과 상기 케이싱(301)과 맞물려 회전구동하는 회전체(302)로 구성되어 있다.The reduction gear 30 is comprised by the casing 301 and the rotating body 302 which meshes with the casing 301, and rotates.

상기 케이싱(301)은 중앙에 무릎관절축(34)이 관통되어 일면이 상기 상각부 외측바(12) 내면 하단에 설치되어 있다. 상기 회전체(302)는 상기 무릎관절축(34)과 연동되어 회전한다. 상기 회전체(302)의 일면는 회전체(302)의 회전시 함께 연동하는 지지블록(33)이 구비된다.The casing 301 has a knee joint shaft 34 penetrated at the center thereof, and one surface of the casing 301 is installed at the lower end of the inner surface of the upper bar 12 of the upper portion. The rotator 302 rotates in conjunction with the knee joint shaft 34. One surface of the rotating body 302 is provided with a support block 33 to cooperate with the rotation of the rotating body 302.

상기 하각부(2) 하부에는 탄성체 하각지지대(38)가 구비되어 상기 하각부 내측바(21)와 하각부 외측바(22)를 이격거리를 유지한 상태로 고정시킨다.An elastic lower angle support 38 is provided below the lower angle part 2 to fix the lower angle inner bar 21 and the lower angle outer bar 22 in a state where a distance is maintained.

상기 지지블록(33)과 탄성체 하각지지대(38) 사이에 탄성체(32)가 설치되어 고정된다.An elastic body 32 is installed and fixed between the support block 33 and the elastic lower support 38.

이때, 탄성체(32)는 하각부 연결단(23)의 천공부(230)가 삽입된 형태로 유지하는 것이 효율적인 공간배치상 바람직하나, 탄성체(32)와 하각부 연결단(23)은 그 위치와 상관관계에 대하여 서로 무관하므로 그 범위를 한정하지 않는다.At this time, the elastic body 32 is preferable to maintain the shape of the perforated portion 230 of the lower connecting portion 23 is inserted into the space, but the elastic body 32 and the lower connecting portion 23 is the position The relationship between and does not limit the scope.

도 5 는 본 발명에 따른 하각부 연결단의 평면도이다.5 is a plan view of the lower leg connecting end according to the present invention.

상기 하각부(2) 상부에는 하각부 연결단(23)이 상기 하각부 내측바(21)와 하각부 외측바(22)사이에 고정되어, 상기 하각부 외측바(22)와 하각부 내측바(21)가 서로 이격되어 고정되도록 한다. 상기 하각부 연결단(23)은 도 5 에 도시된 바와 같이, 내부에 천공부(230)가 형성되어 탄성체(32)에 삽입되어 유동하여도 마찰이 없도록 하는 것이 바람직하다.A lower leg connection end 23 is fixed between the lower leg inner bar 21 and the lower leg outer bar 22 on the lower leg 2, and thus the lower leg outer bar 22 and the lower leg inner bar. (21) to be spaced apart from each other. As shown in FIG. 5, the lower leg connecting end 23 is preferably provided with a perforated portion 230 therein so that there is no friction even when it is inserted into the elastic body 32 and flows.

상기 탄성체(32)는 판 스프링을 사용하며, 사각 빔 형태의 선형 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다.The elastic body 32 uses a leaf spring, it is preferably formed of a linear spring in the form of a square beam.

스프링은 재질, 외형, 하중 인가방향에 따라 강성이 다르며, 강성(k : 스프링상수로 대변된다)은,The spring is different from the material, outer shape, the stiffness according to the load application direction, the rigidity (k: is represented by the spring constant),

Figure 112007061741437-pat00001
Figure 112007061741437-pat00001

Figure 112007061741437-pat00002
Figure 112007061741437-pat00002

로 계산된다.Is calculated.

선형 스프링은 강성이 높아 동작의 신뢰성이 높고, 동작 속도가 빠르며, 수명이 매우 길고 다수의 접점을 갖는 등 여러가지 특징이 있다. 따라서, 외압을 가한 후 즉각적인 탄성 반발력을 낼 수 있는 선형 스프링은 본 발명의 특성상 매우 적합하다. The linear spring has various characteristics such as high rigidity, high reliability of operation, fast operation speed, very long life, and many contact points. Therefore, a linear spring capable of producing an immediate elastic repulsive force after applying external pressure is very suitable in view of the characteristics of the present invention.

상기 지지블록(33)은 상기 선형 스프링을 고정하는 클램프로서, ㄷ자 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 선형 스프링의 두께가 변경될 경우 그에 따라 적당한 치수를 갖는 것으로 교체할 수 있다. 지지블록(33)은 탄성체(32)의 일단과, 상기 회전체(302)를 서로 고정하므로, 회전체(302)의 회전시 탄성체(32)도 연동하게 된다.The support block 33 is a clamp for fixing the linear spring, it is preferably formed in the U shape. If the thickness of the linear spring changes, it can be replaced accordingly with the appropriate dimensions. Since the support block 33 fixes one end of the elastic body 32 and the rotating body 302 to each other, the elastic body 32 also interlocks when the rotating body 302 rotates.

전술한 바와 같이, 상기 상각부(1)에 결합된 상기 모터(31)에 구동시 풀리(310)와 풀리벨트(311)의 연동으로 그 힘이 무릎관절축(34)에 전달되고, 무릎관절축(34)에 연결된 회전체가 회전함에 따라 탄성체(32)도 연동하게 되며, 상기 탄 성체(32)의 끝단에 결합된 탄성체 하각지지대(38)를 통해 하각부(2)에 그 힘이 전달되어 구동하게 된다. As described above, the force is transmitted to the knee joint shaft 34 by the linkage of the pulley 310 and the pulley belt 311 when driven to the motor 31 coupled to the upper part 1, the knee joint As the rotating body connected to the shaft 34 rotates, the elastic body 32 is also interlocked, and the force is applied to the lower leg part 2 through the elastic lower leg support 38 coupled to the end of the elastic body 32. It is delivered and driven.

이때, 상각부(1)와 하각부(2)는 서로 힌지로 연결되어 있으므로, 서로 각을 이루며 접히도록 구동된다.At this time, since the upper and lower portions 1 and 2 are connected to each other by hinges, the upper and lower portions 1 and 2 are driven to fold at an angle to each other.

여기서, 상각부(1)와 하각부(2)는 서로의 연결관계는 전술한 바와 같이, 그 구동 방향은 유동가능한 힌지로 서로 연결되어 각을 이루며 회전하지만, 그 구동의 힘의 전달은 탄성체(32)에 의해 상각부(1)에서 하각부(2)로 회전에너지가 전달된다. 그러므로, 상각부(1)와 하각부(2)의 연동시 상기 탄성체(32)의 의한 탄성에너지가 더 부가되어 회전에너지의 토크를 증대시킬 수 있다.Here, as described above, the upper and lower portions 1 and 2 have a connection relationship with each other, and the driving direction thereof is connected to each other by a movable hinge to rotate at an angle, but the transmission of the driving force is based on an elastic body ( 32, rotational energy is transmitted from the upper portion 1 to the lower portion 2. Therefore, the elastic energy of the elastic body 32 may be further added at the time of interlocking the upper and lower portions 1 and 2 to increase the torque of the rotational energy.

본 발명의 탄성다리(B)는 하각부(2) 하단에 설치되어 직접적으로 지면을 딛는 족부(5) 및 그 족부(5)와 구동연결을 하는 발목부(4)를 더 포함한다.The elastic leg (B) of the present invention further includes an ankle part (4) installed at the bottom of the lower leg part (2) to directly connect the foot part (5) and the foot part (5) to drive the ground.

상기 하각부(2)의 끝단에 결합되어 족부(5)와 연결하는 발목부(4)에는 롤축운동과 피치축운동 장치들이 구비된 족부 연결단(40)이 구비되어 있다.The ankle part 4 coupled to the end of the lower leg part 2 and connected to the foot part 5 is provided with a foot connection end 40 having roll axis motion and pitch axis motion devices.

족부(5)의 상면에는 상기 족부 연결단(40) 하부와 연결되어 전달되는 힘의 방향과 크기를 측정하는 힘모멘트 센서(51)를 더 포함하고 있다.The upper surface of the foot (5) further includes a force moment sensor (51) for measuring the direction and magnitude of the force transmitted and connected to the lower portion of the foot connection end (40).

발복부(4)는 도 1 에 도시된 것처럼 탄성다리(B)를 정면을 두고 족부(5)를 가로방향으로 회전운동하는 롤축운동과, 도 2 에 도시된 것처럼 탄성다리(B)를 측면에 두고 족부(5)를 가로방향으로 회전운동하는 피치축운동하는 장치들을 구비하 고 있다.The footrest part 4 has the roll axis motion which rotates the foot part 5 horizontally with the elastic leg B in front as shown in FIG. 1, and the elastic leg B is shown at the side as shown in FIG. It is equipped with a device for pitch axis movement to rotate the foot (5) in the horizontal direction.

피치축운동장치는 하각부(2) 하부에 연결된 피치축 모터(44)와, 하각부(2)하단에 연결되어 족부(5)의 피치운동 회전하는 피치축 감속기(43)와, 상기 피치축 감속기(43)의 회전축에 연결되어 피치축 감속기(43)를 회전시키는 발목피치축(41)과, 상기 발목피치축(41)과 피치축 모터(44)를 연동시키는 풀리와 풀리벨트가 배치된 피치축 지지대(42)를 구비하고 있다.The pitch axis movement device includes a pitch axis motor 44 connected to the lower part 2, a pitch axis reducer 43 connected to the lower part of the lower part 2 to rotate the pitch movement of the foot 5, and the pitch axis reducer. Pitch that is connected to the rotary shaft of (43) to rotate the pitch shaft reducer 43, the pulley and the pulley belt for interlocking the ankle pitch shaft 41 and the pitch shaft motor 44 is arranged The shaft support 42 is provided.

롤축운동장치는 상기 족부 연결단(40)에 설치된 롤축 모터(48)와, 족부(5)의 롤운동 회전하는 롤축 감속기(47)와, 상기 롤축 감속기(47)의 회전축에 연결되어 롤축 감속기(47)를 회전시키는 발목롤축(45)과, 상기 발목롤축(45)과 롤축 모터(48)를 연동시키는 풀리와 풀리벨트가 배치된 롤축 지지대(46)를 구비하고 있다.The roll shaft motion device is connected to a roll shaft motor 48 installed at the foot joint end 40, a roll shaft reducer 47 for rotating the roll motion of the foot 5, and a roll shaft reducer 47 connected to the rotary shaft of the roll shaft reducer 47. An ankle roll shaft 45 for rotating the axle, and a roll shaft support 46 on which a pulley and a pulley belt for interlocking the ankle roll shaft 45 and the roll shaft motor 48 are arranged.

롤축과 피치축 운동장치의 구동력으로 족부(5)의 각각 롤축과 피치축운동은 각각 힌지로 연결되어 그 회전방향으로 구동하게 구성되어 있으나, 그 구동관계설명은 통상적인 모터연동관계 설명이므로 더이상의 상세한 설명은 생략한다.The roll shaft and the pitch shaft motion of the foot 5 are each connected by a hinge and driven in the rotation direction by the driving force of the roll shaft and the pitch shaft motion device. However, since the driving relation description is a conventional motor linkage relation description, Detailed description will be omitted.

도 5 는 본 발명에 따른 다리형 로봇의 예시도이다.5 is an exemplary view of a legged robot according to the present invention.

본 발명의 탄성 다리(B)는 대칭이 되는 한 쌍이 일조가 되어 상기 상각부(1)의 상단이 결합되는 로봇몸체(A)로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 로봇몸체(A)에 설치되는 탄성 다리(B)의 수는 적어도 하나 이상으로 그 수를 한정하지 않는다.The elastic leg (B) of the present invention may be composed of a robot body (A) to which a pair of symmetrical pairs is coupled to the upper end of the upper part (1). However, the number of elastic legs B installed on the robot body A is not limited to at least one.

여기서, 로봇몸체(A) 내부에는 각 탄성 다리(B)의 제어와 구동에 대한 신호를 보내는 제어장치가 구비되어 있으며, 보행구동에 필요한 시스템과 서거나 앉거 나 걷거나 뛰는 동작에서 쓰러지지 않도록 자세를 유지시키는 자세제어장치를 구비하고 있다.Here, the robot body (A) is provided with a control device for transmitting a signal for the control and driving of each of the elastic legs (B), and maintains the posture so as not to fall from standing, sitting, walking or running with the system required for walking driving And a posture control device.

이하 본 발명의 실시 예에 의한 작용을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 로봇이 보행하는 것을 넘어서 빠른 속도로 인간과 같이 달리기 위한 장치이다.The present invention is a device for running like a human at a high speed beyond walking the robot.

달리는 동작을 구현하기 위해서는 빠른 속도로 무릎관절을 구동하며 지면을 딛는 행동으로 보폭을 크게 하면서 모든 다리가 지면에 접촉하지 않는 상태를 실현해야한다. 이를 위해, 큰 힘과 빠른 속도로 움직일 수 있는 반응성이 빠른 관절이 필요하다.In order to realize the running motion, it is necessary to drive the knee joint at a high speed and step on the ground to increase the stride length and to realize that all the legs do not touch the ground. To do this, you need a large force and a responsive joint that can move at high speed.

본 발명은 로봇몸체(A)의 한 쌍의 탄성 다리(B)가 서로 순차적으로 지면을 딛는 보행 사이클을 이룬다. The present invention forms a walking cycle in which the pair of elastic legs B of the robot body A sequentially step on the ground.

탄성 다리(B)가 지면이 딛는 과정을 설명하면 다음과 같다.When explaining the process of the elastic foot (B) the ground is as follows.

모터(31)의 구동으로 족부(5)가 지면에 내딛으면, 지면과 닿는 족부(5)에서는 바닥과의 충격이 발생한다.When the foot part 5 stands on the ground by the drive of the motor 31, the impact with the floor occurs in the foot part 5 which contacts the ground.

이때의 충격력은 하각부(2)를 통해 상부로 전달되고, 이 충격력은 직접적으로 상각부(1)와 구동력이 연결되는 탄성체(32)로 전달된다.At this time, the impact force is transmitted to the upper part through the lower part 2, and the impact force is directly transmitted to the elastic body 32 to which the upper arm 1 and the driving force are connected.

이때, 탄성체(32)가 충격에 의한 탄성변형을 받기 위해선 상기 족부(5)가 지면에 닿을 때, 상각부(1)와 하각부(2)가 항상 180도 미만인 것이 바람직하다.At this time, in order for the elastic body 32 to receive elastic deformation due to impact, when the foot portion 5 touches the ground, the upper and lower portions 1 and 2 are preferably less than 180 degrees.

탄성 다리(B)의 상각부(1)와 하각부(2)가 일직선으로 수직으로 서있으면 보행시 스프링효과를 얻을 수 없다. 그러므로, 보행시 반드시 상각부(1)와 하각부(2)는 항상 180도 미만인 것이 바람직하다.If the upper and lower leg portions 1 and 2 of the elastic leg B stand vertically in a straight line, the spring effect cannot be obtained when walking. Therefore, it is preferable that the upper and lower portions 1 and 2 always be less than 180 degrees when walking.

그러나, 일반적으로 보행시 메커니즘 상 일직선으로 펴진 상태에서 지면과 접촉하는 상황이 발생하지 않기 때문에 문제가 되지 않는다. However, in general, this does not matter because the situation does not occur in contact with the ground in a straight state on the walking mechanism.

이하, 상각부(1)와 하각부(2)가 180도 미만의 굽힌 각도를 이루는 것을 무릎굽힘이라 한다.Hereinafter, the upper leg portion 1 and the lower leg portion 2 form a bending angle of less than 180 degrees is referred to as knee bending.

이러한 탄성체(32)로 전달된 충격력은 탄성체(32)의 변형에 의해 일정량흡수되어 상각부(1)에 전달되는 힘을 감소시킨다.The impact force transmitted to the elastic body 32 is absorbed by a certain amount by the deformation of the elastic body 32 to reduce the force transmitted to the upper portion (1).

그리고, 탄성체(32)에 의해 절감된 충격력은 감속기(30)에 토크를 발생시키고, 이러한 토크는 감속기(30)에 의해 선행 제어되어 모터(31)에 무리한 토크를 유발시키지 않는다.And, the impact force saved by the elastic body 32 generates torque in the reducer 30, and this torque is pre-controlled by the reducer 30 so as not to cause excessive torque to the motor 31.

이후, 모터(31)의 구동에 의해 감속기(30)는 상기 상각부(1)와 하각부(2)의 무릎굽힘을 펴는 구동을 발생시킨다. Thereafter, the reduction gear 30 is driven by the driving of the motor 31 to generate driving to straighten the knee bending of the upper and lower portions 1 and 2.

이때, 탄성체(32)에 의해 저장된 변형에너지는 선형스프링의 특성인 즉각적인 반발력에 의해 굽혀진 상각부(1)와 하각부(2)의 무릎굽힘을 펴는데 모터(31)와 감속기(30)의 힘을 증가시킨다. 이러한 과정이 한 쌍의 탄성 다리(B)에 순차적으로 번갈아 발생함에 따라 뛰는 동작이 가능해진다.At this time, the deformation energy stored by the elastic body 32 is used to straighten the knee bending of the upper and lower portions 1 and 2, which are bent by the instant repulsive force, which is a characteristic of the linear spring. Increase strength. As this process occurs alternately on the pair of elastic legs (B) sequentially, the operation of jumping becomes possible.

도 7 은 본 발명의 사용 예시에 따른 탄성 실험 계수 그래프이다.7 is a graph of elastic modulus according to the use example of the present invention.

본 그래프의 점선표시된 '탄성계수작음'과 실선표시된 '탄성계수큼'은 각각 선형스프링의 탄성계수가 상대적으로 작은 경우(k = 900Nm/rad)와 상대적으로 큰 경우(k = 17730Nm/rad)를 나타낸 것이다.The 'elastic modulus' indicated by the dotted line and the 'elastic modulus' indicated by the solid line in the graph indicate that the elastic modulus of the linear spring is relatively small ( k = 900 Nm / rad) and the relatively large ( k = 17730 Nm / rad). It is shown.

선형스프링의 탄성계수가 큰 경우 지면에 대한 반발력의 크기가 더 크며, 선형스프링의 탄성 계수가 클수록 복원작용시간이 빨라진다. 또한, 종래에는 다리체 전체에 충격을 받으므로 충격전달이 큰 반면에 본 발명의 탄성 다리는 탄성체(32)에 의해 충격력이 흡수되어 다리전체에 가해지는 충격이 감소된다.When the elastic modulus of the linear spring is large, the magnitude of the repulsive force against the ground is larger, and the larger the elastic modulus of the linear spring, the faster the recovery time. In addition, conventionally, since the shock is transmitted to the entire leg, the impact transmission is large, while the elastic leg of the present invention absorbs the impact force by the elastic body 32, thereby reducing the impact on the entire leg.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but the above-described embodiments are only described with reference to the preferred examples of the present invention, and thus the present invention is limited to the above embodiments. It should not be understood as. Therefore, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains may easily implement other forms of the present invention within the same scope as the above-described embodiments, or the present invention only by the description of the embodiments of the present invention. It will be possible to practice the invention in the same and equal range.

상술한 바와 같이 본 발명은 상각부와 하각부 사이에 설치된 탄성체로 인해 구동력을 전달함으로써, 하각부에 발생하는 충격을 탄성체가 흡수하는 동시에 즉각적인 반발력으로 모터의 움직임에 강한 토크를 발생시키면서, 상각부와 하각부의 벌어지는 힘을 크게 높이고, 또한, 빠르게 작용함으로 탄성 다리가 로봇몸체를 솟구치게 함으로 지속적인 점프가 가능해진다. As described above, the present invention transmits the driving force due to the elastic body provided between the upper and lower portions, thereby absorbing the shock generated in the lower portion and simultaneously generating a strong torque to the movement of the motor with instant repulsion. It greatly increases the opening force of the lower and lower legs, and also acts quickly, allowing the elastic legs to soar the robot body for continuous jumping.

그로인해, 한 쌍의 탄성 다리가 순차적으로 번갈아가며 점프를 하게 되어, 로봇자체의 달리기를 할 수 있게 됨으로서, 로봇의 쾌속보행을 가능하게 하여 그 실효성이 크게 증대된다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.As a result, a pair of elastic legs are alternately jumped in sequence, thereby allowing the robot to run itself, thereby enabling the rapid walking of the robot and greatly increasing its effectiveness. It is an invention that the use is anticipated greatly.

Claims (17)

다리형 로봇의 착지시 충격 흡수가 가능한 다리구조로서,As a leg structure that can absorb shock when landing the leg robot, 다리형 로봇의 몸체와 연결되어 이를 지지하는 상각부; An upper portion connected to the body of the legged robot and supporting the same; 상기 상각부와 회전가능하게 연결되고, 지면을 딛는 하각부; 및 A lower angle part rotatably connected to the upper angle part and stepping on a ground; And 상기 상각부에 결합된 모터와, 상기 모터의 회전속도를 감속시켜 토크를 전달하는 감속기와, 상기 감속기에 일단이 연결되고 상기 하각부에 타단이 결합되어 상기 감속기를 통해 전달된 상기 모터의 회전력을 상기 하각부에 전달하며, 상기 하각부의 회전방향으로 충격을 받을 시 탄성 변형되어 충격을 흡수하고 복원시 상기 모터의 출력을 보완하는 탄성체를 구비하고, 상기 상각부에 대해서 상기 하각부에 회전운동을 발생시키기 위한 구동부를 포함하며;A motor coupled to the upper and lower parts, a speed reducer to reduce the rotational speed of the motor to transmit torque, and one end connected to the speed reducer, and the other end coupled to the lower angle part to receive the rotational force of the motor transmitted through the speed reducer. It is transmitted to the lower part, and provided with an elastic body that is elastically deformed when subjected to an impact in the rotational direction of the lower part to absorb the impact and to restore the output of the motor when restoring, the rotational movement to the lower part relative to the upper part A driver for generating a; 상기 감속기는 상기 상각부에 결합된 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 일측이 상기 탄성체와 결합하며 상기 모터에 의해 구동하는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.The reducer is a leg leg structure, characterized in that it comprises a casing coupled to the upper portion and a rotating body accommodated in the casing, one side is coupled to the elastic body and driven by the motor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄성체는 사각 빔 형태의 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.The elastic body is an elastic leg structure of the leg-shaped robot, characterized in that formed by a spring in the form of a square beam. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감속기의 회전체와 상기 탄성체를 서로 연결고정하는 지지블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.An elastic leg structure of a leg-shaped robot, characterized in that further comprising a support block for connecting and fixing the rotor and the elastic body of the reducer. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 지지블록은 상기 탄성체의 재료 및 형상에 따라 탄성체를 수용이 가능하도록 공간조절가능한 ㄷ자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.The support block is an elastic leg structure of a leg-shaped robot, characterized in that formed in the U-shaped space adjustable to accommodate the elastic body according to the material and shape of the elastic body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하각부와 회전가능하게 연결되며 지면과 접촉하는 족부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.And a foot portion rotatably connected to the lower leg portion and in contact with the ground. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 족부는 상기 하각부의 길이방향과 직교하는 2개의 회전축에 대해 각각 회전가능한 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.And the foot portion is rotatable about two rotational axes perpendicular to the longitudinal direction of the lower leg portion. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 하각부와 족부 사이에 설치되어 상기 족부에 작용하는 힘과 모멘트를 측정하는 힘모멘트센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다리형 로봇의 탄성 다리구조.The elastic leg structure of the leg-shaped robot, characterized in that it further comprises a force moment sensor installed between the lower leg and the foot portion to measure the force and moment acting on the foot. 보행하기 위한 시스템과 자세제어 장치를 구비한 로봇몸체;A robot body having a system for walking and a posture control device; 상기 로봇몸체에 결합되는 2개 이상의 탄성 다리를 포함하며;Two or more elastic legs coupled to the robot body; 상기 각 탄성 다리는, Each of the elastic legs, 상기 로봇몸체와 연결되어 이를 지지하는 상각부; An upper portion connected to the robot body to support it; 상기 상각부와 회전가능하게 연결되고, 지면을 딛는 하각부; 및 A lower angle part rotatably connected to the upper angle part and stepping on a ground; And 상기 상각부에 결합된 모터와, 상기 모터의 회전속도를 감속시켜 토크를 전달하는 감속기와, 상기 감속기에 일단이 연결되고 상기 하각부에 타단이 결합되어 상기 감속기를 통해 전달된 상기 모터의 회전력을 상기 하각부에 전달하며, 상기 하각부의 회전방향으로 충격을 받을 시 탄성 변형되어 충격을 흡수하고 복원시 상기 모터의 출력을 보완하는 탄성체를 구비하고, 상기 상각부에 대해서 상기 하각부에 회전운동을 발생시키기 위한 구동부를 포함하며;A motor coupled to the upper and lower parts, a speed reducer to reduce the rotational speed of the motor to transmit torque, and one end connected to the speed reducer, and the other end coupled to the lower angle part to receive the rotational force of the motor transmitted through the speed reducer. It is transmitted to the lower part, and provided with an elastic body that is elastically deformed when subjected to an impact in the rotational direction of the lower part to absorb the impact and to restore the output of the motor when restoring, the rotational movement to the lower part relative to the upper part A driver for generating a; 상기 감속기는 상기 상각부에 결합된 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 일측이 상기 탄성체와 결합하며 상기 모터에 의해 구동하는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The speed reducer is a leg robot having an elastic leg structure, characterized in that it comprises a casing coupled to the upper portion and a rotating body accommodated in the casing, one side is coupled to the elastic body and driven by the motor. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 탄성체는 사각 빔 형태의 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The elastic body is a leg-shaped robot having an elastic leg structure, characterized in that formed by a spring in the form of a square beam. 삭제delete 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 감속기의 회전체와 상기 탄성체를 서로 연결고정하는 지지블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.Leg robot having an elastic leg structure, characterized in that it further comprises a support block for connecting and fixing the rotating body and the elastic body of the reducer. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 지지블록은 상기 탄성체의 재료 및 형상에 따라 탄성체를 수용이 가능하도록 공간조절가능한 ㄷ자 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The support block is a leg-shaped robot having an elastic leg structure, characterized in that formed in the U-shaped space adjustable to accommodate the elastic body according to the material and shape of the elastic body. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 하각부와 회전가능하게 연결되며 지면과 접촉하는 족부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The leg robot having an elastic leg structure further comprises a foot portion rotatably connected to the lower leg portion and in contact with the ground. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 족부는 상기 하각부의 길이방향과 직교하는 2개의 회전축에 대해 각각 회전가능한 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The foot portion is a leg robot having an elastic leg structure, characterized in that each rotatable about two axis of rotation perpendicular to the longitudinal direction of the lower leg. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 하각부와 족부 사이에 설치되어 상기 족부에 작용하는 힘과 모멘트를 측정하 는 힘모멘트센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The leg robot having an elastic leg structure further comprises a force moment sensor installed between the lower leg and the foot to measure the force and moment acting on the foot. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 탄성 다리는 쾌속보행시 서로 순차적으로 지면을 딛으며 보행 사이클 중 모든 탄성 다리가 지면과 접촉하지 않는 상태가 존재하는 것을 특징으로 하는 탄성 다리구조를 구비한 다리형 로봇.The elastic leg is a leg-type robot with an elastic leg structure, characterized in that to step on the ground sequentially during rapid walking and all the elastic legs are not in contact with the ground during the walking cycle.
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